[发明专利]加热在内燃机废气后处理的SCR系统中的计量阀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法，以及一种根据权利要求9的前序部分所述的控制和/或调节装置。

背景技术

在所谓的SCR废气后处理系统(选择性催化还原)中，流体的还原剂(通常尿素水溶液，所谓的AdBlue)在需要时通过计量阀喷入内燃机的废气系中，以便在SCR催化器中实现氮氧化物的催化还原。在此，尿素分解成氨(NH₃)，氨(NH₃)与排气的氮氧化物(NO_x)反应，它们转换成无害的水(H₂O)和氮(N₂)。

在此使用电磁控制的计量阀，所述计量阀由驱动单元操纵。驱动单元具有磁线圈，其磁场通过足够大的线圈电流从阀座上抬起计量阀的阀元件，从而打开计量阀。为了随后保持打开的计量阀，需要较小的线圈电流。在此，计量阀和驱动单元组成计量模块。

已知：AdBlue体积在冻结时约膨胀11％，从而可能会损害部件。通常计量阀最易受到损害，所述计量阀具有壁非常薄的进而易受压力影响的部件、例如喷孔盘。现在例如应用其厚度仅约为150μm的喷孔盘，由此由于在冻结时出现的压力特别受到损害。

所以，计量阀通常在停止车辆时例如通过回吸排空，以便在冰冻时防止可能出现地冻结计量阀并且以便出于部件保护的原因从计量模块的内室中去除较为侵蚀性的尿素水溶液。

在试验中确定：在排空时在计量模块中留下很大量的剩余AdBlue。这些剩余量可能在冻结时引起损害，其中在此冻结方向是重要的。如果朝喷孔盘的方向、即例如从计量模块的中心开始朝喷孔盘的方向冻结，则AdBlue的由于冷却引起的体积增大也朝这个方向。这意味着：易受到影响的喷孔盘被加载压力，所述压力可能会损害喷孔盘。

在DE 10 2007 017 458 A1中已知一种用于加热在SCR废气后处理系统中的计量模块的方法，其中通过分析传感器信号、特别温度传感器的信号，并且通过与阈值进行比较，确定加热计量模块的必要性，以便避免冻结。为了加热，闭合的计量阀利用电流模式(Stromprofil)来控制，所述电流模式还不导致打开计量阀并且仅在线圈的欧姆电阻中释放热量，所述热量从内部加热计量模块。电流模式的特征特别是在于：其水平，即其平均电流强度比用于计量AdBlue所使用的第一电流模式的水平相比较低。

发明内容

因此本发明的目的是：计量阀在内燃机停机时利用第二电流模式来控制，所述第二电流模式相对于表征所述第一电流模式的第一保持电流水平具有提高的第二保持电流水平。

本发明的构思在于，在停机内燃机后利用计量阀的排空阶段，以便通过由控制和/或调节装置实现的电控制改变来加热计量模块。通过根本发明在行驶运行中或者在停机内燃机后的随动阶段(Nachlaufphase)提高的第二电流水平，实现了：所述通电一方面打开计量阀用于排空，另一方面提供电流强度，所述电流强度在相同线圈的欧姆电阻中释放足够的热量，所述热量从内部加热计量模块。

在此，在计量模块内部的温度升高，所述温度升高朝向线圈，进而特别是远离易受影响的喷孔盘。

因此，温度朝向线圈的方向升高。易受影响的喷孔盘的区域与计量模块的其它区域相比更冷。如果然后AdBlue由于相应较低的外界温度而冻结，冻结过程在计量模块的最薄区域上、即在喷孔盘上开始，从而有利地在供给管中形成压力平衡。然后，冻结过程从喷孔盘朝压力管的方向延续，在此足够的空间用于还原剂的由于冷却引起的膨胀并且用于由此必要的压力平衡。

换句话说：本发明提出一对于计量模块的易受影响的部件不重要的冻结方向的优选方案。

在一种设计方案中，仅在一种情况下实施所述方法，在这种情况中在控制和/或调节装置中通过分析车辆的传感器装置的信号识别出具有比还原剂的冰点温度(对于AdBlue约-11℃)更低的温度的冰冻。提高的第二保持电流水平高度优选为第一保持电流水平的高度的四倍、特别是大致三倍。

优选地，在停机内燃机时检验用于车辆的随后的静止阶段的条件，然后如果所述检验得出冻结危险，则实施所述方法。

有利地，为了实现本发明在构造方面不需要改变已知标准化的计量模块；仅必须改变在控制和/或调节装置中的计量模块的控制或调节。不影响计量阀在内燃机运行时在调节工作中在计量方面的特性。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明的实施例。其中示出了：

图1示出本发明的环境；

图2以纵向剖视图示出图1中的计量模块，